Модель поведения гранулярного ВТСП во внешнем магнитном поле: температурная эволюция гистерезиса магнитосопротивления
Семенов С.В.1,2, Балаев Д.А.1,2
1Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук, Красноярск, Россия
2Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
Email: svsemenov@iph.krasn.ru
Поступила в редакцию: 13 февраля 2020 г.
В окончательной редакции: 13 февраля 2020 г.
Принята к печати: 18 февраля 2020 г.
Выставление онлайн: 7 апреля 2020 г.
Модель, описывающая поведение магнитосопротивления R(H) гранулярного высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП), развиваемая в последнее десятилетие, дает объяснение достаточно необычному виду и таким особенностям гистерезисных зависимостей R(H) (при T=const), как локальный максимум, участок с отрицательным магнитосопротивлением, локальный минимум, и др. В рамках этой модели рассматривается эффективное поле в межгранульной среде Beff, которое является суперпозицией внешнего поля и поля, индуцированного магнитными моментами ВТСП гранул. Оно может быть записано в виде: Beff(H)= H+4πalpha M(H), где M(H) - экспериментальная зависимость намагниченности, alpha - параметр, характеризующий сгущение линий магнитной индукции в межгранульной среде. В результате магнитосопротивление является не просто функцией внешнего поля, но и "внутреннего", эффективного поля: R(H)=fl( Beff(H)r). Исследовано магнитосопротивление гранулярного ВТСП YBa2Cu3O7-delta в широком диапазоне температур. Экспериментальные гистерезисные зависимости R(H), полученные в диапазоне высоких температур (77-90 K), хорошо объясняются в рамках этой модели, и значение параметра alpha составляет 20-25. Однако для температуры 4.2 K локальные экстремумы не наблюдаются, хотя выражение для Beff(H) предсказывает их наличие, а параметр alpha несколько вырастает (~ 30-35) для этой температуры. Дополнительным фактором, который необходимо учитывать в этой модели, может быть перераспределение траекторий микроскопического тока, также влияющее на процессы диссипации в межгранульной среде. Для области низких температур и в условиях сильного сжатия магнитного потока (alpha~30-35) возможно изменение микроскопических траекторий тока Im при котором предпочтительнее туннелирование через соседнюю гранулу, но угол между Im и Beff будет заметно меньше 90o, хотя направления внешнего поля (а также эффективного поля) и макроскопического тока взаимно перпендикулярны. Ключевые слова: гранулярные ВТСП, гистерезис магнитосопротивления, межгранульные границы.
- J. Jung, M.A.-K. Mohamed, S.C. Cheng, J.P. Franck. Phys. Rev. B 42, 10, 6181 (1990)
- B. Andrzejewski, E. Guilmeau, Ch. Simon. Supercond. Sci. Technol. 14, 904 (2001)
- Э.Б. Сонин. Письма в ЖЭТФ 47, 415 (1988)
- D.-X. Chen, R.W. Cross, A. Sanchez. Cryogenics 33, 695 (1993)
- В.В. Вальков, Б.П. Хрусталев. ЖЭТФ 107, 1221 (1995)
- Д.М. Гохфельд. ФТТ 56, 12, 2298 (2014)
- M.A. Dubson, S.T. Herbet, J.J. Calabrese, D.C. Harris, B.R. Patton, J.C. Garland. Phys. Rev. Lett. 60, 1061 (1988)
- M.I. Petrov, S.N. Krivomazov, B.P. Khrustalev, K.S. Aleksandrov. Solid State Commun. 82, 453 (1992)
- M.I. Petrov, D.A. Balaev, B.P. Khrustalev, K.S. Aleksandrov. Physica C 235-240, 3043 (1994)
- J.E. Evetts, B.A. Glowacki. Cryogenics 28, 641 (1988)
- E. Altshuler, J. Musa, J. Barroso, A.R.R. Papa, V. Venegas. Cryogenics 33, 308 (1993)
- P. Mune, E. Govea-Alcaide, R.F. Jardim. Physica C 354, 275 (2001)
- P. Mune, F.C. Fonseca, R. Muccillo, R.F. Jardim. Physica C 390, 363 (2003)
- D.A. Balaev, D.M. Gokhfeld, S.I. Popkov, K.A. Shaykhutdinov, M.I. Petrov. Physica C 460-462, 1307 (2007)
- D.A. Balaev, A.A. Dubrovskii, S.I. Popkov, D.M. Gokhfeld, S.V. Semenov, K.A. Shaykhutdinov, M.I. Petrov. Phys. Solid State 54, 11, 2155 (2012)
- C.A.M. dos Santos, M.S. da Luz, B. Ferreira, A.J.S. Machado. Physica C 391, 345 (2003)
- S. Shifang, Z. Yong, P. Guoqian, Y. Daoq, Z. An, C. Zuyao, Q. Yitai, K. Eiyan, Z. Qirui. Europhys. Lett. 6, 4, 359 (1988)
- L. Ji, M.S. Rzchowski, N. Anand, M. Tinkham. Phys. Rev B 47, 470 (1993)
- M. Prester, E. Babic, M. Stubicar, P. Nozar'. Phys. Rev. B 49, 10, 6967 (1994)
- M. Prester. Supercond. Sci. Technol. 11, 333 (1998)
- D. Daghero, P. Mazzetti, A. Stepanescu, P. Tura. Phys. Rev. B 66, 13, 11478 (2002)
- Н.Д. Кузьмичев. Письма в ЖЭТФ 74, 291 (2001)
- Н.Д. Кузьмичев. ФТТ 43, 1934 (2001)
- А.А. Суханов, В.И. Омельченко. ФНТ 29, 4, 396 (2003)
- В.В. Деревянко, Т.В. Сухарева, В.А. Финкель. ФТТ 46, 10, 1740 (2004)
- В.В. Деревянко, Т.В. Сухарева, В.А. Финкель. ФТТ 49, 10, 1744 (2007)
- Т.В. Сухарева, В.А. Финкель. ФТТ 50, 6, 961 (2008)
- В.В. Деревянко, Т.В. Сухарева, В.А. Финкель. ЖТФ 78, 36 (2008)
- Т.В. Сухарева, В.А. Финкель. ФТТ 53, 5, 858 (2011)
- В.В. Деревянко, Т.В. Сухарева, В.А. Финкель, Ю.Н. Шахов. ФТТ 56, 625 (2014)
- В.В. Деревянко, Т.В. Сухарева, В.А. Финкель. ФТТ 59, 8, 1470 (2017)
- В.В. Деревянко, Т.В. Сухарева, В.А. Финкель. ФТТ 60, 3, 465 (2018)
- М.А. Васютин. Письма в ЖТФ 39, 9 (2013)
- Д.А. Балаев, Д.М. Гохфельд, А.А. Дубровский, С.И. Попков, К.А. Шайхутдинов, М.И. Петров. ЖЭТФ 132, 1340 (2007)
- Д.А. Балаев, А.А. Дубровский, К.А. Шайхутдинов, С.И. Попков, Д.М. Гохфельд, Ю.С. Гохфельд, М.И. Петров. ЖЭТФ 135, 271 (2009)
- Д.А. Балаев, А.А. Дубровский, С.И. Попков, К.А. Шайхутдинов, М.И. Петров. ФТТ 50, 972 (2008)
- К.А. Шайхутдинов, Д.А. Балаев, С.И. Попков, М.И. Петров. ФТТ 51, 1046 (2009)
- Д.А. Балаев, А.А. Быков, С.В. Семенов, С.И. Попков, А.А. Дубровский, К.А. Шайхутдинов, М.И. Петров. ФТТ 53, 5, 865 (2011)
- D.A. Balaev, S.I. Popkov, S.V. Semenov, A.A. Bykov, E.I. Sabitova, A.A. Dubrovskiy, K.A. Shaikhutdinov, M.I. Petrov. J. Supercond. Nov. Magn. 24, 2129 (2011)
- Д.А. Балаев, С.И. Попков, К.А. Шайхутдинов, М.И. Петров, Д.М. Гохфельд. ФТТ 56, 8, 1492 (2014)
- Д.М. Гохфельд, Д.А. Балаев, С.В. Семенов, М.И. Петров. ФТТ 57, 11, 2090 (2015)
- M. Olutas, A. Kilic, K. Kilic, A. Altinkok. J. Supercond. Nov. Magn. 26, 3369 (2013)
- A. Altinkok, K. Kilic, M. Olutas, A. Kilic. J. Supercond. Nov. Magn. 26, 3085 (2013)
- M. Olutas, A. Kilic, K. Kilic, A. Altinkok. Eur. Phys. J. B 85, 382 (2012)
- D.A. Balaev, S.I. Popkov, E.I. Sabitova, S.V. Semenov, K.A. Shaykhutdinov, A.V. Shabanov, M.I. Petrov. J. Appl. Phys. 110, 093918 (2011)
- D.A. Balaev, S.V. Semenov, M.I. Petrov. J. Supercond. Nov. Magn. 27, 1425 (2014)
- Д.А. Балаев, С.В. Семенов, М.И. Петров. ФТТ 55, 12, 2305 (2013)
- С.В. Семенов, Д.А. Балаев, М.А. Почекутов, Д.А. Великанов. ФТТ 59, 7, 1267 (2017)
- D.A. Balaev, S.V. Semenov, M.A. Pochekutov. J. Appl. Phys. 122, 123902 (2017)
- S.V. Semenov, D.A. Balaev. Physica C 550, 19 (2018)
- S.V. Semenov, D.A. Balaev. J. Supercond. Nov. Magn. 32, 2409 (2019)
- S.V. Semenov, A.D. Balaev, D.A. Balaev. J. Appl. Phys. 125, 033903 (2019)
- А.Д. Балаев, Ю.В. Бояршинов, М.М. Карпенко, Б.П. Хрусталев. ПТЭ 3, 167 (1985)
- Д.А. Балаев, А.А. Дубровский, С.И. Попков, Д.М. Гохфельд, С.В. Семенов, К.А. Шайхутдинов, М.И. Петров. ФТТ 54, 11, 11 (2012)
- М.А. Васютин, Н.Д. Кузьмичев, Д.А. Шилкин. ФТТ 58, 2, 231 (2016)
- J. Barden, M.J. Stephen. Phys. Rev. 140, A1197 (1965)
- D. Lopez, F. de la Cruz F. Phys. Rev. B 43, 13, 11478 (1991)
- D. Lopez, R. Decca, F. de la Cruz. Supercond. Sci. Technol. 5, 5, 276 (1992)
- O.V. Gerashchenko, S.L. Ginzburg. Supercond. Sci. Technol. 13, 332 (2000)
- D.A. Balaev, A.G. Prus, K.A. Shaukhutdinov, D.M. Gokhfeld, M.I. Petrov. Supercond. Sci. Technol. 20, 495 (2007)
- A. Kilic, K. Kilic, S. Senoussi, K. Demir. Physica C 294, 203 (1998).
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.